DSP的异步串口扩展问题解决方案BF561SPORT口

1、DSP的异步串口扩展问题解决方案BF561 SPORT口摘要：实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器，讨论分析了跨导放大 器-电容(OTAC)连续时间型滤波器的结构、设计和具体实现，使用外部可编程 电路对所设计滤波器带宽进行控制，并利用 ADS软件进行电路设计和仿真验 证。仿真结果表明，该滤波器带宽的可调范围为 126 MHz，阻带抑制率大于 35 dB，带内波纹小于 05 dB，采用 18 V 电源， TSMC 018m CMOS工艺 库仿真，功耗小于 21 mW，频响曲线接近理想状态。关键词： Butte 在各种 DSP应用系统中，经常需要与其他的设备或系统进行数据通信，通用异 步收发

2、器 UART(univetsal Asynchronous Receiver Transmitter) 是比较常用 的一种通信模式。当应用系统要求多路 UART，或者基于性能、成本综合考虑选 用了不带 UART的 DSP时，可以考虑利用原有的同步串行口，用软件模拟 UART，在硬件上只需简单的连接便可构建 UART，以实现系统的数据通信要求。 1 ADSP-BF561ADSP BF561 处理器是 ADI公司推出的针对多媒体和通信应用的一款高性能产 品，具有丰富的外设接口，集成了 2 个 Blackfln 处理器内核。它内部集成了 2 个并行外部接口 (PPI) ，为同时进行图像采集、处理和显

3、示提供了一个系统级片 上解决方案，成为各种网络多媒体应用经济、高效的选择。ADSPBF561提供 2个双通道同步串行端口 (SPORTO和 SPORTl)，主要有下面几 个特点。 双向操作：每个 SPORT都有 2 套独立的发送和接收引脚。 缓冲的发送和接收端口：每个端口都有 1 个数据寄存器，用以同其他 DSP部 件进行双向数据传输；多个移位寄存器用于数据寄存器内数据的移入和移出。 时钟：每个发送接收端口或者使用外部串行时钟，或者使用自己产生的时 钟频率。 字长：每个 SPORT都支持 332 位长度的串行数据字，以最高有效位在前或 最低有效位在前的格式传送。 帧：无论数据字有无帧同步信号，

4、每个发送和接收端口都能运行；帧同步信 号能够从内部或者外部产生，可以高有效或低有效，要求 2 个脉冲宽度，可以 前帧或后帧同步。2 串行通信原理串行传送是在 1 根传输线上一位一位地传送。异步串行通信是以字符为信息单 位进行传送。每个字符作为一个独立的信息单位 (1 帧数据) ，可以随机出现在 数据流中。一旦传送开始，收发双方以预先约定的传输速率 （ 波特率，表示每 秒传送的二进制位数 ） 在时钟的作用下传送这个字符的每一位。为了确保异步通 信的正确性，需要在字符数据格式中设置起始位和停止位。而同步串行通信是 以数据块为信息单位传送，每帧信息包括成百上千个字符，一旦传送开始，要 求每帧信息内的

5、每一位都同步。通用异步收发器 UART是 PC中最主要的串行通信接口之一，其数据帧格式如下 所示。UART数据帧包含 4 部分：起始位、数据位、奇偶校验位 （ 可选） 和停止位，各部 分的意义如下： 起始位，先发出 1个逻辑“ 0”（低电平 ）信号，表示开始传输字符数据位，紧接着起始位之后，是要传送的有效信息 数据位的个数可以是 5、6、7、8 等，构成 1 个字符。通常采用 ASCII 码，低位 在前，高位在后，靠时钟定位。奇偶校验位，数据位加上这一位后，使得“ 1”的位数应为偶数 （ 偶校验 ） 或奇数 （ 奇校验 ） ，以此来校验数据传送的正确性。停止位， 1个字符数据的结束标志。可以是

6、 1位、15 位、 2位的高电平。 空闲位，不定长，处于逻辑“ 1”（高电平 ）状态，表示当前线路上没有数据传 送。3 驱动的实现SPORT只提供同步串行数据传送， ADSPBF561通过 UART提供异步 RS一 232 数 据传送。通过软件设置和处理， SPORT口可以作为 UART异步串口来使用。在应 用程序中，写入开发板上 SPORT口的内容可以通过简单的硬件转接，在主机端 用超级终端等软件接收，使用起来与 UART口一样。出于产品开发的需要，本设 计利用 DSP的同步串口输出调试信息，与 PC机进行异步通信。该产品是一款网 络视频监控终端，以 ADSPBF561为硬件核心， Clin

7、ux2 6 为软件核心。31 设备驱动原理设备驱动程序是操作系统内核与机器硬件之间的接口，为应用程序屏蔽了硬件 的细节。在应用程序看来，硬件设备只是一个特殊的设备文件，应用程序可以 像操作普通文件一样对硬件设备进行操作。而事实上，对硬件的所有实际操作 都是由用户空间的应用程序调用内核空间的驱动程序完成的。Clinux 内核驱动架构如图 1 所示。 Clinux 使用数据结构 struct file_operations 为所有的设备文件提供了统一的操作函数接口。该数据结构 中包括许多操作函数的指针，如 open() 、close() 、 read() 和 write() 等。不 同类型的文件有

8、不同的。 file_operations 成员函数。每个进程对设备的操作 最终都会转换成对 file_operations 结构的访问。在驱动程序中，首先要根据 驱动程序的功能完成 file_operations 结构中各函数的实现，不需要的函数接 口可直接在 file_operations 结构中初始化为 NULL。 file_operations 变量会 在驱动程序初始化时，注册到系统内部；当操作系统对设备进行操作时，会调 用驱动程序注册的 file_opera tions 结构中的函数，实现相应功能。32 主要函数实现ADSPBF561 的 SPORT口是全双工的，可以同时发送和接收数据

9、。本驱动主要 通过软件设置和处理，利用 SPORT口的发送功能，发送 16 位的串行数据字。其 中有效数据位 8 位，最低位在前，拥有与 UART异步数据相同的数据格式，在 主机端可用超级终端等软件接收。驱动中需在 file_operations 结构里实现的主要接口函数有 open() ，write() 和 ioetl() 。(1)open() 函数在 open() 函数中，需初始化 SPORTl口相应的寄存器。以下是几个重要的寄存 器设置。 SPORTl_TCLKDI：V SPORTl口发送时钟频率设置。SPORTl_TCLKDIV=(SYS_CLOCK_FREQUE2N*CMYODEM_

10、BAUD_RAT一E) )1 ； *SYS_CLOCK_FREQUE为NC系Y统时钟频率，通过测试，此处应取值为 98 390 000。 MODEM_BAUD_R为AT波E特率，用户可通过调用 iootl() 进行设置 * SPORTl_TFSDI：V SPORTl口的发送帧同步频率设置，确定在 TFS脉冲前要计 数的发送时钟周期数。 SPORTl_TFSDIV=0x000；f SPORTl_TCR：2设置串行通信字长。 SPORTl_TCR2=0x000；f 设置串行通 信字长为 16 位 SPORTl_TCR：l SPORTl口的主要控制寄存器。 SPORTl_TCRl=0x061；3 *

11、 传 输使能。发送数据时，设置低位优先，设置串口为内部时钟，内部产生帧同步 信号，传送时可按照实际的波特率发送数据 * (2)write() 函数write() 函数的主要功能是将应用程序中写入 SPORT口的数据转换成 UART的数 据格式输出，主要实现流程如下： 分配缓冲区以存放转换后的数据 ( 用 kmalloc 实现)数据格式的转换。要用 SPORT口模拟 UART口，就要使从 SPORT口发出的数据 与从 UART口发出的数据具有相同的数据格式。在驱动中将从 SPORT口发出的 数据设置为 1位起始位、 8位数据位、 1位停止位，即“ O DO D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 l ”。停止位与